湖北省十堰市普通高中联合体2023-2024学年高一下学期开学考试物理试卷（Word版附解析）

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物理试卷
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1. 关于描述物体运动的概念以及它们相互关系，下列说法正确的是（ ）
A. 参考系必须是静止不动的物体
B. 平均速度的方向与位移的方向相同
C. 物体的速度很大，加速度不可能为零
D. 物体的加速度增大，速度就增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．参考系的选取是任意的，可以选择运动的物体，故A错误；
B．位移与时间之比为平均速度，则平均速度的方向与位移的方向相同，故B正确；
C．物体的速度很大，加速度可能为零，如高速匀速运动的列车，故C错误；
D．当加速度方向和速度方向相反时，物体的加速度增大，速度反而减小，故D错误。
故选B。
2. 某人站在置于水平地面上的压力传感器上，进行蹲起动作，图中呈现的是在一段时间内，压力传感器的示数随时间变化的情况。由此可以判断（ ）
A. 在0~8s内，该人完成两次完整的蹲起过程
B. 状态b到状态c对应着站起过程，人处于超重状态
C. 从状态a到状态b，人重心运动的加速度方向向下
D. 从状态d到状态e，人的重心运动的加速度方向向下
【答案】C
【解析】
【详解】A．由F−t图像可知人的重力为，则压力传感器的示数大于重力时处于超重，加速度向上，压力传感器的示数小于重力时处于失重，加速度向下，一次下蹲过程是先向下加速再向下减速，则应为先失重后超重；一次站起过程是先向上加速再向上减速，则应为先超重后失重，故在0~8s内，该人完成一次完整的下蹲过程（状态a到状态c），一次完整的站起的过程（状态d到状态f），故A错误；
B．状态b到状态c对应着下蹲过程中向下减速的过程，人处于超重状态，故B错误；
C．从状态a到状态b，人的视重小于重力处于失重状态，由牛顿第二定律可知人的重心运动的加速度方向向下，故C正确；
D．从状态d到状态e对应着站起过程中的向上加速过程，人的重心运动的加速度方向向上，故D错误。
故选C。
3. 北方冬季高空冰溜坠落容易伤及过往行人。若一冰溜（冰溜可看成质点）从楼顶坠落地面，其在最后1s内下落的高度为15m。重力加速度g取10m/s²，不计空气阻力。则冰溜自由下落的时间为（ ）
A. 1.5sB. 2.0sC. 2.5sD. 3.0s
【答案】B
【解析】
【详解】设冰凌自由下落的总时间为t，根据自由落体公式可知
最后1s内下落的高度为15m，则
解得
故选B。
4. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据曲线运动的特点可知，合外力指向曲线凹侧部分，且为减速运动，合外力与运动方向夹角为钝角。
故选B。
5. 平面内运动的某质点时刻在x轴上。图甲是质点在x方向的位移时间图像，图乙是质点在y方向的速度时间图像（选y轴正方向为v的正方向）。则可知（ ）
A. 质点做匀加速直线运动
B. 时刻质点的速度为
C. 时刻质点的位置坐标为（6m，6m）
D. 质点运动的加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图像可知，质点沿x轴做匀速直线运动，沿y轴做匀减速直线运动，合外力与速度不在同一直线上，质点做匀变速曲线运动，A错误；
B．质点x轴做匀速直线运动的分速度为
时刻质点沿y轴的分速度为6m/s，则时刻质点的速度为
B错误；
C．根据图甲可知，时刻质点的横坐标为6m，根据图乙，质点的正坐标等于y轴的分位移大小
即时刻质点的位置坐标为（6m，6m），C正确；
D．由于质点沿x轴做匀速直线运动，沿y轴做匀减速直线运动，则质点的加速度大小为
D错误。
故选C。
6. 如图，有一水平传送带以的速度匀速转动，现将一物块（可视为质点）轻放在传送带A端，物块与传送带之间的动摩擦因数为0.2。已知传送带长度为，则（ ）
A. 物块离开传送带时的速度大小为1 m/s
B. 物块在传送带上留下的划痕长为2 m
C. 物块在传送带上加速运动的时间为2 s
D. 物块在传送带上运动的总时间为5.5 s
【答案】D
【解析】
【详解】C．初始阶段，物块做匀加速运动，根据
可得加速度
因此加速的时间
故C错误；
ABD．加速过程的位移
接下来做匀速运动，离开传送带时的速度为2m/s，物块在传送带上留下的划痕长
匀速运动所用时间
因此物块在传送带上运动的总时间
故D正确，AB错误。
故选D。
7. 如图所示，物体A用轻质细绳与圆环B连接，圆环固定在竖直杆MN上。现用一水平力F作用在绳上的O点，将O点缓慢向左移动，使细绳与竖直方向的夹角θ逐渐增大。关于此过程，下列说法中正确的是（ ）
A. 水平力F逐渐减小B. 水平力F逐渐增大
C. 绳OB的弹力逐渐减小D. 绳OB的弹力保持不变
【答案】B
【解析】
【分析】O点缓慢向左移动过程中，结点O的合力保持为零，分析结点O的受力情况判断F的变化，对整体研究，根据平衡条件判断杆对圆环的弹力和摩擦力的变化情况。
【详解】AB．设细绳与水平方向的夹角为α，物体的质量为m，对结点O受力分析
运用合成法，则由平衡条件得
α减小，则F增大，A错误、B正确；
CD．设绳对圆环的弹力为T，则
Tsinα = mg，
α减小，则T增大，即绳对圆环B的弹力变大，CD错误。
故选B。
【点评】本题采用隔离法和整体法相结合研究动态平衡问题，由于不分析系统的内力，运用整体法分析杆对圆环的摩擦力和弹力比较简便。
8. 一辆汽车在平直路面上行驶，司机发现物障碍后开始刹车。从司机开始刹车瞬间计时，刹车结束后汽车不再运动，刹车过程中，汽车的位移与时间关系为（k值大小未知），其中位移x的单位为m，时间t的单位为s，则下列说法正确的是（ ）
A. 开始刹车时，汽车的速度大小为20m/s
B. 刹车过程中，汽车的加速度大小为
C. k的值为5
D. 刹车的距离为25m
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．由
知
，
A正确，B错误；
C．刹车的时间为
则k的值为5， C正确；
D．由
解得
D错误
故选AC。
9. 如图所示，以的速度水平抛出的小球，飞行一段时间垂直地撞在倾角 30°的斜面上，按考虑，以下结论正确的是（ ）
A. 物体飞行时间是
B. 物体撞击斜面时的速度大小为20m/s
C. 物体飞行的水平位移为20m
D. 物体下降的距离是15m
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．小球撞在斜面上时速度与斜面垂直，则速度与竖直方向的夹角为30°，则竖直方向的速度
运动时间
故A正确；
B．物体撞击斜面时的速度大小
故B正确；
C．物体飞行的水平位移为
故C错误；
D．物体下落的竖直距离
故D正确。
故选ABD。
10. 一辆小汽车以30m/s的速度匀速行驶在高速公路上，突然发现正前方40m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵。如图所示，图线a、b分别为小汽车和大卡车的图像（忽略刹车反应时间），以下说法正确的是（ ）

A. 如果刹车不失灵，不会追尾
B. 在时恰发生追尾事故
C. 不会发生追尾事故且两车最近时相距5m
D. 由于刹车时两车距离太近，即使刹车不失灵也会追尾
【答案】AC
【解析】
【详解】AD．由图可知，小汽车刹车时的加速度大小为
小汽车减速至大卡车速度用时为
此过程小汽车位移
大卡车的位移
由于
所以如果刹车不失灵，不会追尾，故A正确，D错误；
BC．大卡车5s行驶的路程
s=vt=10m/s×5s=50m
小汽车第一秒的平均速度
第一秒行驶的路程
小汽车第一秒末到第五秒的平均速度
这4秒行驶的路程
总路程
两车通过的路程之差
在t=5s时不会追尾，此时两车相距最近且为5m，故B错误，C正确。
故选AC。
二、实验题（本题共2小题，共18分）
11. 某物理小组做“探究平抛运动的特点”的实验：
（1）采用如图所示的实验装置，实验时需要下列哪个器材______。

A．弹簧秤 B．重锤线 C．打点计时器
（2）在该实验中，下列说法正确的是______。
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端可以不水平
C．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放
D．将描出的点用刻度尺连成折线
（3）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片。在测得，，，后，需要验证的关系是______。用（，，，表示）

（4）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长为L，重力加速度为g，通过频闪照相机，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则与照相机的闪光频率对应的周期为______，该小球做平抛运动的初速度为______。

【答案】 ①. B ②. C ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]A．由于不需要测量力，则不需要弹簧秤，A错误；
B．实验需要描绘平抛运动的轨迹，则需要重锤线确定竖直方向，B正确；
C．由于不需要测量时间，则不需要打点计时器，C错误。
故选B。
（2）[2]AC．斜槽轨道不需要光滑，只需要小球每次从相同位置由静止开始释放，就可以保证小球具有相同的初速度，所以A错误，C正确；
B．斜槽轨道末端必须水平，才能保证小球做平抛运动，B错误；
D．将描出的点用平滑的曲线连接起来，不能用折线连接，D错误。
故选C。
（3）[3]小球在水平方向做匀速直线运动，则有
（4）[4][5]小球在竖直方向做匀变速直线运动，所以由可得，照相机的闪光频率对应的周期为
水平方向做匀速直线运动，则
可得，小球做平抛运动的初速度为
12. 某学习小组用如图所示的装置验证“牛顿第二定律”，水平气垫导轨上安装两个光电门，光电门间距为l，滑块上固定有遮光条，遮光条宽度为d，细线一端与装有橡皮泥的小桶连接，小桶和桶中橡皮泥的总质量为m，另一端跨过定滑轮连接滑块，滑块与遮光条总质量为M，由静止释放小桶，使滑块在细绳的拉力作用下加速运动，通过光电门1、光电门2，数字计时器记录遮光条通过光电门1的时间为t1，通过光电门2的时间为t2，已知重力加速度为g。
（1）为保证实验过程中滑块所受拉力近似等于小桶和桶中橡皮泥的重力，需要满足小桶和桶中橡皮泥的总质量m__________（选填“远小于”“等于”或“远大于”）滑块与遮光条的总质量M。
（2）滑块通过光电门1时的速度大小为_________，通过光电门2时的速度大小为_________（用题中所给物理量符号表示）。
（3）若满足关系式_________成立，则牛顿第二定律得以验证（用题中所给物理量符号表示）。
【答案】 ①. 远小于 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]对桶及拉皮和小车系统，据牛顿第二定律有
对小车拉力
从此式看出，当m<F≈mg
（2）[2][3]光电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度，所以通过两光电门的速度分别为
（3）[4]根据牛顿第二定律得
若以上测量求的加速度与上式求得的值相等，则验证了结论，所以要验证的表达式为
三、计算题（本题共3小题，共计42分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 一列火车以60m/s的速度匀速行驶，由于遇到突发事故而关闭发动机做匀减速直线运动，从关闭发动机开始到速度减为20m/s时前进3200m．求：
（1）火车减速时的加速度大小；
（2）火车匀减速前进3200m过程中的平均速度的大小；
（3）火车匀减速行驶的总时间．
【答案】（1）05m/s2 （2）40m/s （3）120s
【解析】
【详解】（1）取火车前进的方向为正方向，由得，火车减速时的加速度大小
“-”号表示加速度的方向与速度方向相反．
（2）根据匀变速直线运动特点，平均速度的大小
（3）设火车减速行驶的总时间为，火车匀减速运动的末速度v=0，由速度公式
得火车匀减速行驶的总时间
14. 如图所示，质量M = 8kg小车放在光滑的水平平面上，在小车左端加一水平推力F = 8N。当小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m = 2kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数μ = 0.2，已知小物块未掉下来。求：（g取10m/s2）
（1）放上小物块后，小物块及小车的加速度大小；
（2）经多长时间两者达到相同的速度；
（3）从小物块放在小车上开始，经过t = 1.5s小物块通过的位移大小。
【答案】（1），；（2）1s；（3）2.1m
【解析】
【详解】（1）对小车和物体受力分析，由牛顿第二定律可得，小物块的加速度
小车的加速度
（2）设经时间t两者达到相同的速度，则
解得
（3）在开始1s内小物块的位移为
1s时速度为
设在接下来的0.5s物块与小车相对静止，一起做加速运动，加速度为
假设成立，故这0.5s内的位移为
通过的总位移为
15. 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在邻近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8 m，重力加速度g取10 m/s2，sin 53°=0.8，cs 53°=0.6，求：
（1）小球水平抛出的初速度v0是多大？
（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离x是多大；
（3）若斜面顶端高H=20.8 m，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端。
【答案】（1）；（2）1.2m；（3）
【解析】
【详解】（1）由平抛运动规律得
解得
，
（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离为
（3）小球落入斜面时的速度为
小球在斜面上运动的加速度为
斜面长度为
小球在斜面上运动过程中有
解得
小球离开平台后到达斜面底端的时间